汽车动态模拟国家重点实验室简介

汽车动态模拟国家重点实验室(拟更名为汽车仿真与控制国家重点实验室)是国家批准利用世界银行贷款建设的国家重点实验室,依托单位为吉林大学,主管部门为教育部。

基于空气动力学数值模拟的汽车造型设计

结合作者进行的汽车造型概念设计,介绍了应用虚拟风洞进行汽车空气动力学数值模拟的研究过程。通过对模拟结果的处理获得了汽车造型设计初期的汽车气动力系数,汽车周围流场速度云图和压力分布,结合汽车空气动力学研究经验,提出了基于空气动力学数值模拟的汽车造型设计方法。

汽车线控转向系统路感模拟方法

线控转向系统取消了传统转向系统方向盘到转向车轮的机械连接,因而转向路感无法直接反馈给驾驶员,为此通过对汽车转向系统路感的理论分析,建立了线控转向系统动力学模型。采用卡尔曼滤波技术对汽车转向系统齿条受力进行估计,并引入电动助力转向系统的助力特性,设计复制电动助力转向系统路感的线控转向系统路感模拟方法。试验结果表明,路感模拟方法可以使驾驶员获得有效的路感信息,提高了汽车的操纵性和舒适性。

汽车操纵稳定性的模拟器闭环评价与试验方法

本文以汽车操纵稳定性的闭环评价为目的,利用吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室的开发型驾驶模拟器(ADSL驾驶拟器)进行了汽车操纵稳定性的闭环试验研究。提出汽车操纵稳定性的评价应是包含驾驶员在内的闭环系统评价,并建立了汽车操纵稳定性的模拟器闭环试验方法,利用模拟器试验对汽车操纵稳定性综合评价指标的合理性进行了验证。

局部减缩积分曲面展开单元在某汽车翼子板一步成形模拟中的应用

为了进一步提高一步成形模拟的计算精度和避免单元的剪切闭锁,提出改进型曲面展开四节点等参膜单元模型,即在单元内力计算中采用了局部减缩积分技术,对现有算法进行了改进。将该方法用于某汽车翼子板成形模拟,并与增量法模拟结果及实验结果进行了对比。结果表明,改进后的一步成形模拟结果与增量模拟结果非常接近,而计算时间不到增量法的1/30,进而验证了本文方法的有效性和实用性。

全局演化局部模拟优化技术在汽车结构参数优化中的应用

本文将演化算法与模拟退火算法集成,提出一种适用的全局演化局部模拟优化技术,该技术使用演化算法在解空间通过较少代数的演化为模拟退火算法提供一个良好的算法构形,在此基础上,通过退火方式寻找全局最优解。本文探讨了该算法在汽车操纵稳定性评价与结构优化中的应用问题。优化以最小化汽车操纵稳定性综合评价指标为目标对评价参数与结构参数进行优化。使用优化参数在双移线条件下对四自由度汽车动力学模型的操纵稳定性进行仿真研究。通过仿真对比分析了演化算法与模拟退火算法,本文使用的算法继承了这两种算法的优点。研究结果表明:使用全局演化局部模拟优化技术所得综合评价指标值最小,耗用CPU时间也最少,而且所得优化参数使得人-车闭环系统跟随预期路径的精度提高约58.31％,而使综合评价指标值下降约37.35％。

开发型汽车行驶模拟器视景模拟系统的开发

结合我国首台开发型汽车行驶模拟器的开发 ,研制了视景模拟系统 ,开发了实时的视景模拟控制软件和场景库。介绍了研制视景模拟系统的支撑硬件和软件 ,总结了控制软件和各种场景的开发原理。实际使用表明 。

汽车流场及尾部涡系数值模拟

对红旗ＣＡ７７４轿车进行了数值模拟，得到了整车的流场结构和尾流场的涡系结构。成功地模拟出了气流分离和拖拽涡现象。在数值模拟基础上对流场气流的横、纵向流动状况，尾部涡系结构，气流分离及拖拽涡的形成与发展机理作了详细分析与讨论。通过与试验结果对比，证实了数值模拟结果是正确的。

地下岩土能量传输动态控制特性实验研究

针对地下蓄能和地源热泵地下高效传热和有效能量传输控制问题开展研究,通过阵列多热源岩土槽传热实验,分析比较3种典型的岩土蓄能传热动态控制模式,探索不同动态负荷控制的岩土传热过程温度变化形态,分析能量蓄存、扩散及保持各阶段的温变特性和影响规律。结果表明,热源排列负荷交变和间歇周期对地下岩土传热具有重要作用,其振幅和相位是寻求最佳能量传输的主要影响因素。合理的热源间负荷调节有利于地下换热能量的区域性保存和传输扩散。

汽车自适应巡航控制的动态表面控制器算法

针对汽车强非线性的特征,引入动态表面控制器,建立了自适应巡航控制的动态表面控制器算法。编制了模拟仿真程序,并应用程序对典型的跟随工况和切入工况进行了模拟仿真。仿真结果表明:控制器可实现跟随工况和切入工况的自适应巡航控制,稳定性较好,控制结果与熟练驾驶员驾驶行为一致。

翘曲修正曲面展开四节点单元在某汽车油底壳快速成形模拟中的应用

为提高油底壳成形性有限元数值模拟计算效率，研究了国内外一步成形逆有限元法的最新研究成果，并对一步成形逆有限元法进行了改进。提出带翘曲修正的曲面展开四节点等参膜单元模型，应用于某汽车油底壳成形模拟，将模拟结果与增量法模拟结果及实验结果进行对比，表明改进后的一步成形模拟结果与增量模拟结果非常接近，计算时间仅为增量法的3％～5％，进而验证了一步成彤方法的有效性和实用性。

面向人-车-环境系统的汽车驾驶模拟器的开发和应用

应用模拟技术可安全经济地对人 车 环境系统进行研究 ,主要包括以人为重点对驾驶员及乘客的生理、心理和行为等的研究 ;以汽车为重点对汽车动力学模型和汽车性能仿真等的研究 ;以环境为重点对车内空气、车内装置、道路评价和交通规划及管理等的研究。

大客车尾翼的数值模拟与风洞试验

为了研究尾翼对大客车气动特性的影响,采用数值模拟和风洞试验相结合的方法,从造型方案、位置布置、倾角变化等方面对大客车量产实车的3种尾翼进行研究。结果表明:布置在车身后围,与后围曲面过渡平顺,距后围距离恰当,倾角合适的尾翼能达到较好的减阻效果,可减小11.8%的气动阻力,产生一定节能效果,并具有后窗除尘的作用。

基于扩展Kalman滤波的汽车行驶状态估计

介绍了一种应用扩展Kalman滤波技术估计车辆行驶状态的控制算法。该算法以非线性三自由度车辆模型为基础,对汽车在行驶过程中的横摆角速度、纵向车速和质心侧偏角分别进行了估计。为验证该算法的准确度,将估计获得的状态值与实车场地实验测得的数据进行了比较。比较结果说明,应用扩展Kalman滤波算法能够较为准确地估计出车辆的横摆角速度、纵向车速和质心侧偏角。

基于遗传算法的汽车动力总成悬置系统优化研究

使用传统优化算法对汽车动力总成悬置系统优化容易陷入动力总成悬置系统的局部最优解,为此在MATLAB平台中采用遗传算法编制相应的程序对其进行优化求解,优化时以汽车动力总成悬置系统六自由度解耦为目标函数,以悬置的各向刚度为设计变量,兼顾系统固有频率的合理配置和各工况下动力总成的位移控制。采用ADAMS软件对悬置系统优化前后的固有频率和能量分布进行仿真验证并对动力总成悬置系统进行静平衡校核。结果表明,遗传算法可以求悬置系统的全局最优解,优化结果稳定可靠,优化后动力总成悬置系统的解耦度得到提高。

基于ADVISOR2002混合动力汽车控制策略模块开发

介绍了混合动力汽车仿真软件ADVISOR中的并联控制策略 ,结合课题的实际情况 ,对ADVI SOR2 0 0 2的并联控制策略进行了二次开发 ,并针对某一车型进行了仿真对比 ,结果表明所提出的控制策略不仅能够鲁棒地在ADVISOR2 0 0 2界面中运行 ,而且合理、可靠 。

基于理想转向传动比的汽车线控转向控制算法

以29自由度汽车动力学模型为基础,提出了保证汽车转向增益不变的理想传动比稳态控制策略,使线控转向汽车转向特性不受车速和方向盘转角变化的影响;提出了基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法。仿真和驾驶模拟器实验表明,基于理想转向传动比的稳态控制策略保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担,适合于更多的驾驶人群;基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法有效提高了汽车的稳定性。

导流罩对轻型厢式货车气动特性影响的数值模拟

针对某国产轻型厢式货车的简化模型,应用计算流体力学原理与方法,采用全六面体单元的结构化网格和RNGk-ε模型对其加装导流罩前后的外流场进行了数值模拟,得到了两种情况下该车的表面压力、速度矢量分布以及气动阻力系数等气动特性。对比分析结果表明,加装导流罩可以明显地改善轻型厢式货车的气动特性,降低气动阻力,与试验结果一致。

线控转向汽车传感器的容错控制

以基于最优滤波理论的自适应渐消Kalman滤波技术的状态估计器为基础,提出了一种新的线控转向汽车主要传感器的容错控制方法,并进行了硬件在环仿真验证。结果表明:该方法可以应用于线控转向汽车传感器的容错控制,能够有效提高线控转向汽车传感器的可靠性和安全性。

基于ADVISOR软件的双轴驱动混合动力汽车性能仿真模块开发

介绍了混合动力汽车仿真软件ADVISOR的主要功能 ,并针对其局限性对该软件进行了二次开发 ,使之能进行双轴四轮驱动的混合动力汽车的性能仿真。仿真结果表明采用文中提出的方法可有效扩展ADVISOR软件的应用范围 。